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1、城市隧道施工引起的地層變形規(guī)律及控制方法分析摘要：大規(guī)模的城市軌道交通主要在北上廣等一線城市開始建設，任何一種事物大規(guī)模的建設都會對附近的生物帶來危害，城市軌道建設無疑也會對沿線的百姓和環(huán)境帶來相應的危害，它會導致地層變形。地層變形會造成地表的建筑物出現(xiàn)差異沉降、建筑物開裂以及地下管線的破裂等。如果施工不當，可能會出現(xiàn)工程事故甚至人員傷亡。所以，對城市隧道施工引起的地層變形規(guī)律及相應的控制方法的研究，是當前城市軌道交通建設研究的一個必要課題。關鍵詞：城市隧道施工、地層變形規(guī)律、控制方法中圖分類號
2、：U45文獻標識碼：A前言隨著城市化建設的加快和進城務工人員的急劇增加，城市交通面臨很大的壓力，交通問題成為制約城市經(jīng)濟發(fā)展的重要因素，更是一個影響社會正常秩序的嚴重社會問題。以地鐵建設為代表的交通建設在解決交通堵塞、方便居民出行、加快城市建設方面采取了有效措施。但是地鐵在解決問題的同時，在建設和運營過程中會經(jīng)常出現(xiàn)事故，經(jīng)國內外對地鐵的研究表明，地鐵在建設和運營的過程中會對鐵路沿線地層造成擾動，從而引起地層移動發(fā)生各種事故。在城市地鐵沿線建筑物較多，埋深比較淺的位置更容易發(fā)生事故。71、城市隧
3、道施工地層缺陷類型及其影響分析1.1城市隧道施工事故類型進入21實際以來，我國的經(jīng)濟建設迅猛發(fā)展，城市化進程也在不斷加速。國內各大中城市為了緩解本城市的交通壓力，紛紛開始修建城市的地下鐵路。但是地鐵項目是一個繁雜的系統(tǒng)工程受到諸多因素的影響，不僅涉及面廣其難度也是巨大的，所以，在工程實踐過程中一定要對影響隧道建設的突出因素進行分類研究。在國內各大城市地鐵建設過程中地鐵工程安全事故也是是有發(fā)生，根據(jù)張成平對北極地鐵44起事故事故案的統(tǒng)計分析，將地鐵事故主要分為了四種類型：不良地層、管線斷裂或滲漏、
4、地層中不良地質體、施工管理。相關資料顯示因不良地質體及管線滲漏或斷裂產(chǎn)生的不良地質條件兩方面導致事故發(fā)生的總是已經(jīng)占了事故總數(shù)的40%以上。為了解決地層缺陷對地鐵施工產(chǎn)生的不利影響，首先，需要在技術層面研究地層缺陷影響下城市隧道施工導致地層變形的規(guī)律和圍巖破壞模式。其次，要提高管理水平，在了解地層破壞規(guī)律的基礎上對其控制方法和技術進行研究。1.2城市隧道施工的影響7城市隧道建設施工過程中的地層缺陷主要分兩大類：一是有些建筑物原本在地下就缺乏一定的承受能力，但是在現(xiàn)有的環(huán)境下還是可以安全存在的，主
5、要是由于受到沿線隧道施工作業(yè)的影響，使原本承受能力不強的建筑物更弱，最后出現(xiàn)地層塌落。比如,早期修建的防空洞結構、工廠廢棄的地下管溝等構筑物,甚至是古代人們修建的地下排水設施等。二是在自然條件下形成的不連續(xù)體以及軟弱地質體等地質缺陷，如巖溶洞穴、土洞、疏松地層,包括水囊在內的含水量較高、沒有自穩(wěn)能力的軟弱地質體。這類地質缺陷主要是一空洞為代表，這些缺陷大都是自然因素導致的，比如地下暗河的發(fā)育導致的地下巖溶洞穴、淺表土層凍融循環(huán)導致的地層結構破壞、水位急速下降導致的土顆粒流失等。隧道建設工程結束后
6、的維護也是非常重要的，各地人們對地下水的瘋狂開采，是底層因缺水而固結出現(xiàn)脫層現(xiàn)象，施工時雨水風沙將僅有的沙土帶走，也會形成空洞。2、地層變形對建筑物結構破壞的主要模式從范圍和程度上來講，建筑物受到的損害分為直接損害和間接損害，分別是針對位于隧道施工主要影響范圍以內和以外的情況。從能量角度看，隧道開挖引起地基支承損失、基底反力產(chǎn)生畸變,隨后上部結構產(chǎn)生應力重分配，首先在薄弱環(huán)節(jié)形成能量聚積、應力集中,最終發(fā)生破壞(如墻體開裂、擠壓破碎或扭曲),這個破壞結果就是一個能量釋放的過程，像這樣反復的能量聚
7、積、耗散中地層與建筑物始終在尋求平衡,其長期發(fā)展的后果便是結構破壞加劇導致安全性受到較大影響甚至喪失。7通過對大量工程實例的歸納分析,建筑物變位破壞模式主要表現(xiàn)為整體沉降(均勻和不均勻)、傾斜和結構開裂等,其中不均勻沉降和結構開裂的發(fā)生機理更為復雜,是地層多種變形綜合作用的結果,而過量的地層不均勻沉降是主要原因。2.1建筑物整體沉降隧道開挖形成的地表沉降槽在中心處沉降最大、兩邊逐漸變小，所以地面上建筑物不管處在沉降槽什么位置都將不可避免的受到不均勻沉降的影響。但是在地表沉降槽兩側反彎點之間，特別
8、是位于沉降槽底部的整體性較好的建筑物，隨著隧道的開挖地層的傾斜、曲率等一些不均勻沉降特性在架構上的表現(xiàn)并不明顯，整體上看建筑物的變形比較一致，開裂破壞現(xiàn)象相對來說比較少，主要表現(xiàn)就是近似整體均勻沉降。就目前而言最為普遍的一種看法是整體沉降不會造成建筑物的破壞，對于它的穩(wěn)定性和使用條件也不會出現(xiàn)太大的影響，但是實際上整體沉降過大對建筑物及隧道結構安全的破壞性影響是不可忽視的。2.2建筑物傾斜7同均勻沉降相比，建筑物對不均勻沉降的敏感程度更強烈，經(jīng)常發(fā)生傾斜或開裂破壞。通過沿縱墻方向基礎兩端的差異沉
